基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9663193阅读:来源:国知局
图4C是本发明实施例提供的在曲柄运动的前半周期且驴头在水平线上方时抽油 机的状态示意图;
[0053] 图4D是本发明实施例提供的曲柄运动角度为n时抽油机的状态示意图;
[0054] 图4E是本发明实施例提供的在曲柄运动的后半周期且驴头在水平线上方时抽油 机的状态示意图;
[00巧]图4F是本发明实施例提供的在曲柄运动的后半周期且驴头在水平线下方时抽油 机的状态示意图;
[0056]图5是本发明实施例提供的一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的装置 结构示意图。
【具体实施方式】
[0057] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例,都属于本发明保护的范围。
[0058] 在说明本发明实施例中的技术方案之前,首先对本发明实施例涉及的抽油机进行 如下介绍:
[0059] 参见图1,抽油机包括刹车装置1,动力电机2,减速箱皮带轮3,减速箱4,输入轴 5,中间轴6,曲柄轴中必7,曲柄8,连杆轴中必9,支架10,曲柄平衡块11,连杆12,横梁轴中 必13,横梁14,游梁平衡块15,游梁16,游梁支点17,驴头18,悬点19,抽油机底座20。
[0060] 其中,连杆轴中必9用于连接曲柄8和连杆12,支架10通过游梁支点17支撑游梁 16,游梁16包括游梁前臂161和游梁后臂162,游梁16通过横梁轴中必13、横梁14与游梁 后臂162连接,驴头18与游梁前臂162连接,用于悬挂悬点19。
[0061] 在抽油机的运行过程中,动力电机2工作,带动曲柄8 W曲柄轴中必7为轴运动, 通过连杆轴中必9带动连杆12运动,连杆12通过横梁轴中必13和横梁14带动游梁16运 动,从而带动悬点19运动,则根据悬点19的运行角度和位移中的至少一项,可W确定抽油 机的运行状态。在此过程中,曲柄轴中必7、支架10和游梁支点17的位置并不会发生变化。
[0062]图2是本发明实施例提供的一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法 的流程图。参见图2,将曲柄轴中必与游梁支点的连线作为指定杆,将连杆轴中必与游梁支 点的连线作为运动杆;该方法包括:
[0063] 201、根据该曲柄轴中必与支架之间的水平距离W及支架高度,计算该指定杆的长 度,W及该指定杆与该支架之间的第一夹角。
[0064] 202、在抽油机的运行过程中,测量曲柄运动角度。
[0065] 203、根据该曲柄运动角度、曲柄半径、该指定杆的长度,计算该指定杆与该运动杆 之间的第二夹角。
[0066] 204、根据连杆长度、游梁后臂长度、该曲柄运动角度、该曲柄半径、该指定杆的长 度,计算该游梁后臂与该运动杆之间的第H夹角。
[0067] 205、根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,计算悬点的运动角度。
[0068] 本发明实施例提供的方法,通过测量曲柄运动角度,将曲柄轴中必与游梁支点的 连线作为指定杆,将连杆轴中必与游梁支点的连线作为运动杆,基于抽油机的结构参数的 数学角度关系,计算第一夹角、第二夹角和第H夹角,根据该第一夹角、第二夹角和第H夹 角,计算出悬点的运动角度,只需测量该曲柄运动角度即可计算得到悬点的运动角度,避免 了直接测量悬点位移的弊端,计算出的运动角度和位移数据更加精准,且不受外界环境的 影响,计算方式简便快捷,提高了测量准确度,便于对抽油机进行实时地监控和分析。且无 需在悬点处安装位移传感器,测量方式更为简单,节省了维护位移传感器的成本,也无需打 断正常的产油秩序,避免了对产油效率的影响。
[0069] 可选地,根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,计算悬点的运动角度之后, 该方法还包括:
[0070] 根据该悬点的运动角度和游梁前臂长度,计算该悬点的位移。
[0071] 可选地,根据该曲柄运动角度、曲柄半径、该指定杆的长度,计算该指定杆与该运 动杆之间的第二夹角包括:
[0072] 根据该曲柄运动角度、该曲柄半径、该指定杆的长度,应用W下公式,计算该指定 杆与该运动杆之间的第二夹角:
[0074] 其中,目表示该第二夹角,m表示该指定杆的长度,r表示该曲柄半径,X表示该曲 柄运动角度。
[00巧]可选地,根据连杆长度、游梁后臂长度、该曲柄运动角度、该曲柄半径、该指定杆的 长度,计算该游梁后臂与该运动杆之间的第H夹角包括:
[0076] 根据该连杆长度、该游梁后臂长度、该曲柄运动角度、该曲柄半径、该指定杆的长 度,应用W下公式,计算该游梁后臂与该运动杆之间的第H夹角:
[0078] 其中,Y表示该第H夹角,C表示该游梁后臂长度,m表示该指定杆的长度,r表示 该曲柄半径,X表示该曲柄运动角度,P表示该连杆长度。
[0079] 可选地,根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,计算悬点的运动角度包括:
[0080] 根据该第一夹角、该第二夹角和该第H夹角,应用W下公式,计算该悬点的运动角 度:
[0082]其中,0表示悬点的运动角度,a表示该第一夹角,目表示该第二夹角,Y表示 该第H夹角,X表示该曲柄运动角度。
[0083] 上述所有可选技术方案,可W采用任意结合形成本发明的可选实施例,在此不再 --赏述。
[0084]图3是本发明实施例提供的一种基于角度关系计算抽油机悬点运动角度的方法 的流程图。参见图3,将曲柄轴中必与游梁支点的连线作为指定杆,将连杆轴中必与游梁支 点的连线作为运动杆,该方法包括:
[0085] 301、根据该曲柄轴中必与支架之间的水平距离W及支架高度,计算该指定杆的长 度,W及该指定杆与该支架之间的第一夹角。
[0086] 图4A-图4F是本发明实施例提供的曲柄运动过程中抽油机的状态示意图,图4A 是本发明实施例提供的曲柄运动角度为0时抽油机的状态示意图,图4B是本发明实施例提 供的在曲柄运动的前半周期且驴头在水平线下方时抽油机的状态示意图。
[0087] 其中,0为曲柄轴中必,A为连杆轴中必,B为横梁轴中必,Ol为游梁支点,D为驴 头,则OA为曲柄,AB为连杆,BOl为游梁后臂,OlD为游梁前臂,OlE为支架。需要说明的是, 本实施例中,将曲柄轴中必0与游梁支点Ol相连,将曲柄轴中必0与游梁支点Ol之间的连 线OOl作为指定杆,将连杆轴中必A与游梁支点Ol相连,将连杆轴中必A与游梁支点Ol之 间的连线AOl作为运动杆。
[0088] 参见图4B,根据该曲柄轴中必与支架之间的水平距离OE W及支架OlE的高度,可 W应用W下公式,计算该指定杆OOl的长度:
[0090] 其中,m表示该指定杆OOl的长度,I表示该曲柄轴中必与该支架之间的水平距离, H表示该支架高度。
[0091] 并应用W下公式,计算该指定杆OOl与该支架OlE之间的第一夹角:
a表示该第一夹角。
[0093] 302、在抽油机的运行过程中,测量曲柄运动角度。
[0094] 本实施例中,在抽油机的运行过程中,曲柄OA围绕曲柄轴中必0转动,曲柄的运动 角度也在不断发生变化,W曲柄OA与该指定杆OOl之间的角度来表示曲柄的运动角度,贝U 测量该曲柄运动角度,W便计算出驴头D与水平线之间的夹角。
[0095] 可选地,在曲柄轴中必0安装转速表,通过该转速表,测量该曲柄运动角度,或者 采用其他方式,测量该曲柄运动角度,本发明实施例对该曲柄运动角度的测量方式不做限 定。
[0096] 与在驴头D的悬点处安装位移传感器,W测量悬
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